목차 일부
저자 머리말 ... ⅲ
역자 머리말 ... ⅶ
제1장 메카트로닉스 및 계측 시스템에 대한 소개
1.1 메카트로닉스 ... 1
1.2 계측시스템 ... 5
1.3 설계예제 ... 6
참고문헌 ... 10
제2장 전기회로 및 요소
2.1 서론 ... 14
2.2 기본 전기 요소들 ... 16
2.2.1 저항 ... 1...
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목차 전체
저자 머리말 ... ⅲ
역자 머리말 ... ⅶ
제1장 메카트로닉스 및 계측 시스템에 대한 소개
1.1 메카트로닉스 ... 1
1.2 계측시스템 ... 5
1.3 설계예제 ... 6
참고문헌 ... 10
제2장 전기회로 및 요소
2.1 서론 ... 14
2.2 기본 전기 요소들 ... 16
2.2.1 저항 ... 17
2.2.2 커패시터 ... 21
2.2.3 인덕터 ... 22
2.3 Kirchhoff의 법칙 ... 23
2.3.1 직렬저항 회로 ... 26
2.3.2 병렬저항 회로 ... 27
2.4 전압과 전류원 및 측정기 ... 31
2.5 Thevenin과 Norton 등가회로 ... 35
2.6 교류회로 해석 ... 37
2.7 전기회로에서의 파워 ... 43
2.8 변압기 ... 45
2.9 임피던스 정합 ... 46
2.10 접지와 전기 간섭 ... 48
2.10.1 전기안전 ... 51
연습문제 ... 53
참고문헌 ... 58
제3장 반도체 전자
3.1 소개 ... 60
3.2 전자부품을 이해하기 위한 반도체 물리의 기본 ... 60
3.3 정션 다이오드 ... 62
3.3.1 제너다이오드(Zener Diode) ... 67
3.3.2 전압조정기 ... 71
3.3.3 광다이오드 ... 73
3.3.4 다이오드 회로 해석 ... 74
3.4 바이폴라 정션 트랜지스터 ... 76
3.4.1 바이폴라 트랜지스터의 물리적 특성 ... 76
3.4.2 에미터 공통트랜지스터 회로 ... 78
3.4.3 바이폴라 트랜지스터 스위치 ... 80
3.4.4 바이폴라 트랜지스터의 패키지 ... 82
3.4.5 달링톤 트랜지스터(Darlington Transistor) ... 83
3.4.6 광트랜지스터와 Optosolator ... 83
3.5 전계효과트랜지스터 ... 85
3.5.1 전계효과트랜지스터의 거동 ... 86
3.5.2 전계효과트랜지스터의 기호 ... 88
3.5.3 MOSFET의 적용 ... 89
연습문제 ... 92
참고문헌 ... 97
제4장 시스템 응답
4.1 시스템 응답 ... 100
4.2 진폭 선형성 ... 101
4.3 신호의 푸리에 급수 표현 ... 102
4.4 대역폭과 주파수응답 ... 106
4.5 위상 선형성 ... 111
4.6 신호의 왜곡 ... 112
4.7 시스템의 동적 특성 ... 114
4.8 영차시스템 ... 114
4.9 일차시스템 ... 116
4.9.1 일차시스템의 실험적 모델링 ... 118
4.10 이차시스템 ... 119
4.10.1 이차시스템의 계단응답 ... 123
4.10.2 시스템의 주파수응답 ... 125
4.11 시스템 모델링과 상사성 ... 132
연습문제 ... 136
참고문헌 ... 141
제5장 연산증폭기를 이용한 아날로그 신호처리
5.1 서론 ... 144
5.2 증폭기 ... 144
5.3 연산증폭기 ... 145
5.4 연산증폭기의 이상적 모델 ... 146
5.5 반전증폭기 ... 149
5.6 비반전증폭기 ... 151
5.7 합산기 ... 154
5.8 차동증폭기 ... 155
5.9 계기증폭기 ... 157
5.10 적분기 ... 159
5.11 미분기 ... 161
5.12 샘플-홀드 회로 ... 162
5.13 비교기 ... 163
5.14 실제의 오피앰프 ... 164
5.14.1 오피앰프 Data Sheet에 있는 중요한 변수들 ... 165
연습문제 ... 173
참고문헌 ... 177
제6장 디지털 회로
6.1 서론 ... 180
6.2 디지털 표현 ... 181
6.3 조합논리와 논리계열 ... 184
6.4 타이밍도 ... 187
6.5 부울대수 ... 188
6.6 논리회로망의 설계 ... 190
6.6.1 문장형태의 문제의 정의 ... 190
6.6.2 준논리문(quasi-logic statements)의 작성 ... 191
6.6.3 부울식의 작성 ... 191
6.6.4 AND 구현 ... 192
6.6.5 회로도의 작성 ... 192
6.7 진리표로부터 부울식 구하기 ... 193
6.8 순차논리 ... 196
6.9 플립-플롭 ... 196
6.9.1 플립-플롭의 트리거링(Triggering of Flip-Flops) ... 198
6.9.2 비동기화 입력(Asynchronous Inputs) ... 200
6.9.3 D 플립-플롭(D Flip-Flop) ... 201
6.9.4 JK 플립-플롭(JK Flip-Flop) ... 202
6.10 플립-플롭의 활용 ... 204
6.10.1 스위치 디바운싱(Switch Debouncing) ... 204
6.10.2 데이터 레지스터(Data Register) ... 206
6.10.3 이진 카운터와 주파수 분배기 ... 206
6.10.4 직렬과 병렬 인터페이스 ... 207
6.11 TTL과 CMOS 집적회로 ... 208
6.11.1 제조업자 IC 데이터 북 사용하기 ... 210
6.11.2 디지털 IC 출력 구성 ... 213
6.11.3 TTL과 CMOS 소자의 연결 ... 214
6.12 특수목적의 디지털 집적회로 ... 217
6.12.1 십진 카운터(Decade Counter) ... 217
6.12.2 슈미트트리거(Schmitt Trigger) ... 221
6.12.3 555 타이머 ... 222
6.13 집적회로 시스템 설계 ... 225
6.13.1 IEEE 표준 디지털 기호 ... 228
연습문제 ... 229
참고문헌 ... 236
제7장 마이크로 컨트롤러 프로그래밍과 인터페이스
7.1 마이크로 프로세서와 마이크로 컴퓨터 ... 240
7.2 마이크로 컨트롤러 ... 242
7.3 PIC 16F84 마이크로 컨트롤러 ... 246
7.4 PIC 프로그래밍 ... 249
7.5 PICBASIC PRO ... 255
7.5.1 PicBasic Pro 프로그래밍 기초 ... 255
7.5.2 PicBasic Pro 프로그래밍 예제 ... 263
7.6 인터럽트 사용 ... 274
7.7 주요 PIC 주변장치와의 인터페이스 ... 278
7.7.1 숫자 키패드 ... 278
7.7.2 LCD 디스플레이 ... 281
7.8 PIC의 인터페이스 ... 286
7.8.1 PIC로의 디지털 입력 ... 288
7.8.2 PIC로부터의 디지털 출력 ... 288
7.9 마이크로 컨트롤러 기반 시스템의 설계 방법 ... 290
연습문제 ... 314
참고문헌 ... 315
제8장 데이터 수집
8.1 서론 ... 318
8.2 양자화 이론 ... 322
8.3 아날로그／디지털 변환 ... 323
8.3.1 서론 ... 323
8.3.2 아날로그／디지털 변환기 ... 327
8.4 디지털／아날로그 변환 ... 330
8.5 가상 계측, 데이터 수집 및 제어 ... 335
연습문제 ... 337
참고문헌 ... 338
제9장 센서
9.1 서론 ... 340
9.2 위치와 속도 측정 ... 340
9.2.1 근접센서와 스위치 ... 341
9.2.2 전위차계(Potentiometer) ... 343
9.2.3 선형가변차동변압기 ... 344
9.2.4 디지털 광엔코더 ... 348
9.3 응력과 변형률의 측정 ... 356
9.3.1 전기저항 변형률게이지 ... 356
9.3.2 휘스톤 브릿지를 이용한 저항변화의 측정 ... 361
9.3.3 변형률게이지를 이용한 서로 다른 응력상태의 측정 ... 365
9.3.4 로드셀을 이용한 힘의 측정 ... 370
9.4 온도측정 ... 372
9.4.1 액체봉입유리온도계 ... 373
9.4.2 바이메탈스트립 ... 373
9.4.3 전기저항온도계 ... 374
9.4.4 열전쌍 ... 374
9.5 진동과 가속도 측정 ... 381
9.5.1 압전형 가속도계(Piezoelectric Accelerometers) ... 387
9.6 압력과 유량 측정 ... 390
9.7 반도체 센서와 미세기전 디바이스 ... 390
연습문제 ... 392
참고문헌 ... 394
제10장 구동기
10.1 서론 ... 396
10.2 전자기의 원리 ... 396
10.3 솔레노이드와 릴레이 ... 397
10.4 전기모터 ... 399
10.5 직류모터 ... 405
10.5.1 직류모터의 수학적 모델링 ... 407
10.5.2 PM 직류모터의 동역학 방정식 ... 408
10.5.3 PM 직류모터의 전기제어 ... 410
10.6 스텝퍼 모터 ... 416
10.6.1 스텝퍼 모터의 드라이브 회로 ... 421
10.7 모터 선정하기 ... 424
10.8 유압장치 ... 428
10.8.1 유압밸브 ... 431
10.8.2 유압구동기 ... 433
10.9 공압 ... 435
연습문제 ... 436
참고문헌 ... 438
제11장 메카트로닉스 시스템-제어 체계와 사례 연구
11.1 서론 ... 440
11.2 제어 체계 ... 440
11.2.1 아날로그 회로 ... 440
11.2.2 디지털 회로 ... 441
11.2.3 PLC ... 441
11.2.4 마이크로제어기와 DSP ... 441
11.2.5 싱글보드 컴퓨터 ... 442
11.2.6 개인용 컴퓨터 ... 442
11.3 제어이론 소개 ... 443
11.3.1 전기자제어 DC모터 ... 443
11.3.2 개루프 응답 ... 445
11.3.3 DC 모터의 피드백 제어 ... 446
11.3.4 제어기의 경험적 설계 ... 449
11.3.5 제어기 구현 ... 451
11.3.6 결론 ... 452
11.4 사례 연구 1-근전기 제어 로봇팔 ... 452
11.5 사례 연구 2-동전 계수기의 메카트로닉스 설계 ... 465
11.6 사례 연구 3-보행로봇의 메카트로닉스 설계 ... 473
11.7 다양한 메카트로닉스 시스템 ... 478
연습문제 ... 479
참고문헌 ... 479
부록 A 측정의 기초 ... 481
부록 B 물리 법칙 ... 494
부록 C 재료 역학 ... 499
인터넷 보충교재 ... 505
찾아보기 ... 507
저자 머리말 ... ⅲ
역자 머리말 ... ⅶ
제1장 메카트로닉스 및 계측 시스템에 대한 소개
1.1 메카트로닉스 ... 1
1.2 계측시스템 ... 5
1.3 설계예제 ... 6
참고문헌 ... 10
제2장 전기회로 및 요소
2.1 서론 ... 14
2.2 기본 전기 요소들 ... 16
2.2.1 저항 ... 17
2.2.2 커패시터 ... 21
2.2.3 인덕터 ... 22
2.3 Kirchhoff의 법칙 ... 23
2.3.1 직렬저항 회로 ... 26
2.3.2 병렬저항 회로 ... 27
2.4 전압과 전류원 및 측정기 ... 31
2.5 Thevenin과 Norton 등가회로 ... 35
2.6 교류회로 해석 ... 37
2.7 전기회로에서의 파워 ... 43
2.8 변압기 ... 45
2.9 임피던스 정합 ... 46
2.10 접지와 전기 간섭 ... 48
2.10.1 전기안전 ... 51
연습문제 ... 53
참고문헌 ... 58
제3장 반도체 전자
3.1 소개 ... 60
3.2 전자부품을 이해하기 위한 반도체 물리의 기본 ... 60
3.3 정션 다이오드 ... 62
3.3.1 제너다이오드(Zener Diode) ... 67
3.3.2 전압조정기 ... 71
3.3.3 광다이오드 ... 73
3.3.4 다이오드 회로 해석 ... 74
3.4 바이폴라 정션 트랜지스터 ... 76
3.4.1 바이폴라 트랜지스터의 물리적 특성 ... 76
3.4.2 에미터 공통트랜지스터 회로 ... 78
3.4.3 바이폴라 트랜지스터 스위치 ... 80
3.4.4 바이폴라 트랜지스터의 패키지 ... 82
3.4.5 달링톤 트랜지스터(Darlington Transistor) ... 83
3.4.6 광트랜지스터와 Optosolator ... 83
3.5 전계효과트랜지스터 ... 85
3.5.1 전계효과트랜지스터의 거동 ... 86
3.5.2 전계효과트랜지스터의 기호 ... 88
3.5.3 MOSFET의 적용 ... 89
연습문제 ... 92
참고문헌 ... 97
제4장 시스템 응답
4.1 시스템 응답 ... 100
4.2 진폭 선형성 ... 101
4.3 신호의 푸리에 급수 표현 ... 102
4.4 대역폭과 주파수응답 ... 106
4.5 위상 선형성 ... 111
4.6 신호의 왜곡 ... 112
4.7 시스템의 동적 특성 ... 114
4.8 영차시스템 ... 114
4.9 일차시스템 ... 116
4.9.1 일차시스템의 실험적 모델링 ... 118
4.10 이차시스템 ... 119
4.10.1 이차시스템의 계단응답 ... 123
4.10.2 시스템의 주파수응답 ... 125
4.11 시스템 모델링과 상사성 ... 132
연습문제 ... 136
참고문헌 ... 141
제5장 연산증폭기를 이용한 아날로그 신호처리
5.1 서론 ... 144
5.2 증폭기 ... 144
5.3 연산증폭기 ... 145
5.4 연산증폭기의 이상적 모델 ... 146
5.5 반전증폭기 ... 149
5.6 비반전증폭기 ... 151
5.7 합산기 ... 154
5.8 차동증폭기 ... 155
5.9 계기증폭기 ... 157
5.10 적분기 ... 159
5.11 미분기 ... 161
5.12 샘플-홀드 회로 ... 162
5.13 비교기 ... 163
5.14 실제의 오피앰프 ... 164
5.14.1 오피앰프 Data Sheet에 있는 중요한 변수들 ... 165
연습문제 ... 173
참고문헌 ... 177
제6장 디지털 회로
6.1 서론 ... 180
6.2 디지털 표현 ... 181
6.3 조합논리와 논리계열 ... 184
6.4 타이밍도 ... 187
6.5 부울대수 ... 188
6.6 논리회로망의 설계 ... 190
6.6.1 문장형태의 문제의 정의 ... 190
6.6.2 준논리문(quasi-logic statements)의 작성 ... 191
6.6.3 부울식의 작성 ... 191
6.6.4 AND 구현 ... 192
6.6.5 회로도의 작성 ... 192
6.7 진리표로부터 부울식 구하기 ... 193
6.8 순차논리 ... 196
6.9 플립-플롭 ... 196
6.9.1 플립-플롭의 트리거링(Triggering of Flip-Flops) ... 198
6.9.2 비동기화 입력(Asynchronous Inputs) ... 200
6.9.3 D 플립-플롭(D Flip-Flop) ... 201
6.9.4 JK 플립-플롭(JK Flip-Flop) ... 202
6.10 플립-플롭의 활용 ... 204
6.10.1 스위치 디바운싱(Switch Debouncing) ... 204
6.10.2 데이터 레지스터(Data Register) ... 206
6.10.3 이진 카운터와 주파수 분배기 ... 206
6.10.4 직렬과 병렬 인터페이스 ... 207
6.11 TTL과 CMOS 집적회로 ... 208
6.11.1 제조업자 IC 데이터 북 사용하기 ... 210
6.11.2 디지털 IC 출력 구성 ... 213
6.11.3 TTL과 CMOS 소자의 연결 ... 214
6.12 특수목적의 디지털 집적회로 ... 217
6.12.1 십진 카운터(Decade Counter) ... 217
6.12.2 슈미트트리거(Schmitt Trigger) ... 221
6.12.3 555 타이머 ... 222
6.13 집적회로 시스템 설계 ... 225
6.13.1 IEEE 표준 디지털 기호 ... 228
연습문제 ... 229
참고문헌 ... 236
제7장 마이크로 컨트롤러 프로그래밍과 인터페이스
7.1 마이크로 프로세서와 마이크로 컴퓨터 ... 240
7.2 마이크로 컨트롤러 ... 242
7.3 PIC 16F84 마이크로 컨트롤러 ... 246
7.4 PIC 프로그래밍 ... 249
7.5 PICBASIC PRO ... 255
7.5.1 PicBasic Pro 프로그래밍 기초 ... 255
7.5.2 PicBasic Pro 프로그래밍 예제 ... 263
7.6 인터럽트 사용 ... 274
7.7 주요 PIC 주변장치와의 인터페이스 ... 278
7.7.1 숫자 키패드 ... 278
7.7.2 LCD 디스플레이 ... 281
7.8 PIC의 인터페이스 ... 286
7.8.1 PIC로의 디지털 입력 ... 288
7.8.2 PIC로부터의 디지털 출력 ... 288
7.9 마이크로 컨트롤러 기반 시스템의 설계 방법 ... 290
연습문제 ... 314
참고문헌 ... 315
제8장 데이터 수집
8.1 서론 ... 318
8.2 양자화 이론 ... 322
8.3 아날로그／디지털 변환 ... 323
8.3.1 서론 ... 323
8.3.2 아날로그／디지털 변환기 ... 327
8.4 디지털／아날로그 변환 ... 330
8.5 가상 계측, 데이터 수집 및 제어 ... 335
연습문제 ... 337
참고문헌 ... 338
제9장 센서
9.1 서론 ... 340
9.2 위치와 속도 측정 ... 340
9.2.1 근접센서와 스위치 ... 341
9.2.2 전위차계(Potentiometer) ... 343
9.2.3 선형가변차동변압기 ... 344
9.2.4 디지털 광엔코더 ... 348
9.3 응력과 변형률의 측정 ... 356
9.3.1 전기저항 변형률게이지 ... 356
9.3.2 휘스톤 브릿지를 이용한 저항변화의 측정 ... 361
9.3.3 변형률게이지를 이용한 서로 다른 응력상태의 측정 ... 365
9.3.4 로드셀을 이용한 힘의 측정 ... 370
9.4 온도측정 ... 372
9.4.1 액체봉입유리온도계 ... 373
9.4.2 바이메탈스트립 ... 373
9.4.3 전기저항온도계 ... 374
9.4.4 열전쌍 ... 374
9.5 진동과 가속도 측정 ... 381
9.5.1 압전형 가속도계(Piezoelectric Accelerometers) ... 387
9.6 압력과 유량 측정 ... 390
9.7 반도체 센서와 미세기전 디바이스 ... 390
연습문제 ... 392
참고문헌 ... 394
제10장 구동기
10.1 서론 ... 396
10.2 전자기의 원리 ... 396
10.3 솔레노이드와 릴레이 ... 397
10.4 전기모터 ... 399
10.5 직류모터 ... 405
10.5.1 직류모터의 수학적 모델링 ... 407
10.5.2 PM 직류모터의 동역학 방정식 ... 408
10.5.3 PM 직류모터의 전기제어 ... 410
10.6 스텝퍼 모터 ... 416
10.6.1 스텝퍼 모터의 드라이브 회로 ... 421
10.7 모터 선정하기 ... 424
10.8 유압장치 ... 428
10.8.1 유압밸브 ... 431
10.8.2 유압구동기 ... 433
10.9 공압 ... 435
연습문제 ... 436
참고문헌 ... 438
제11장 메카트로닉스 시스템-제어 체계와 사례 연구
11.1 서론 ... 440
11.2 제어 체계 ... 440
11.2.1 아날로그 회로 ... 440
11.2.2 디지털 회로 ... 441
11.2.3 PLC ... 441
11.2.4 마이크로제어기와 DSP ... 441
11.2.5 싱글보드 컴퓨터 ... 442
11.2.6 개인용 컴퓨터 ... 442
11.3 제어이론 소개 ... 443
11.3.1 전기자제어 DC모터 ... 443
11.3.2 개루프 응답 ... 445
11.3.3 DC 모터의 피드백 제어 ... 446
11.3.4 제어기의 경험적 설계 ... 449
11.3.5 제어기 구현 ... 451
11.3.6 결론 ... 452
11.4 사례 연구 1-근전기 제어 로봇팔 ... 452
11.5 사례 연구 2-동전 계수기의 메카트로닉스 설계 ... 465
11.6 사례 연구 3-보행로봇의 메카트로닉스 설계 ... 473
11.7 다양한 메카트로닉스 시스템 ... 478
연습문제 ... 479
참고문헌 ... 479
부록 A 측정의 기초 ... 481
부록 B 물리 법칙 ... 494
부록 C 재료 역학 ... 499
인터넷 보충교재 ... 505
찾아보기 ... 507
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